leerdoelstelling
- Beschrijf de eerste wet van de thermodynamica
kernpunten
- volgens de eerste wet van de thermodynamica is de totale hoeveelheid energie in het heelal constant.
- energie kan van plaats naar plaats worden overgedragen of in verschillende vormen worden omgezet, maar kan niet worden gecreëerd of vernietigd.,levende organismen zijn geëvolueerd om energie uit hun omgeving te verkrijgen in vormen die zij kunnen overdragen of omzetten in bruikbare energie om te werken.
termen
- werkeen maat voor de energie die wordt verbruikt door het verplaatsen van een object, gewoonlijk beschouwd als kracht maal afstand. Er wordt geen werk gedaan als het object niet beweegt.eerste wet van thermodynamica een versie van de wet van behoud van energie, gespecialiseerd voor thermodynamische systemen, die stelt dat de energie van een geïsoleerd systeem constant is en niet kan worden gecreëerd of vernietigd.,
thermodynamica is de studie van warmte-energie en andere soorten energie, zoals arbeid, en de verschillende manieren waarop energie wordt overgedragen binnen Chemische Systemen. “Thermo -” verwijst naar warmte, terwijl “dynamiek” verwijst naar beweging.
de eerste wet van de thermodynamica
de eerste wet van de thermodynamica heeft betrekking op de totale hoeveelheid energie in het universum. De wet stelt dat deze totale hoeveelheid energie constant is. Met andere woorden, er is altijd precies dezelfde hoeveelheid energie in het universum geweest, en dat zal altijd zo blijven.
energie bestaat in vele verschillende vormen., Volgens de eerste wet van de thermodynamica kan energie van plaats naar plaats worden overgebracht of tussen verschillende vormen worden veranderd, maar kan ze niet worden gecreëerd of vernietigd. De transfers en transformaties van energie vinden de hele tijd om ons heen plaats. Gloeilampen transformeren bijvoorbeeld elektrische energie in lichtenergie en gaskachels transformeren chemische energie van aardgas in warmte-energie. Planten voeren een van de meest biologisch nuttige transformaties van energie op aarde uit: ze zetten de energie van zonlicht om in de chemische energie opgeslagen in organische moleculen.,
het systeem en de omgeving
thermodynamica verdeelt het heelal vaak in twee categorieën: het systeem en zijn omgeving. In de chemie verwijst het systeem bijna altijd naar een bepaalde chemische reactie en de container waarin deze plaatsvindt. De eerste wet van de thermodynamica vertelt ons dat energie niet kan worden gecreëerd of vernietigd, dus we weten dat de energie die wordt geabsorbeerd in een endotherme chemische reactie verloren moet zijn gegaan uit de omgeving., Omgekeerd, in een exotherme reactie, wordt de warmte die vrijkomt in de reactie afgegeven en geabsorbeerd door de omgeving. Wiskundig gezien hebben we:
\Delta E=\Delta E_{sys}+ \ Delta E_{surr}=0
warmte en werk
we weten dat chemische systemen warmte uit hun omgeving kunnen absorberen, als de reactie endotherm is, of warmte kunnen afgeven aan hun omgeving, als de reactie exotherm is. Echter, chemische reacties worden vaak gebruikt om werk te doen in plaats van alleen het uitwisselen van warmte. Wanneer bijvoorbeeld raketbrandstof brandt en een spaceshuttle van de grond laat opstijgen, doet de chemische reactie, door de raket voort te drijven, werk door een kracht over een afstand uit te oefenen.,
als u ooit een video hebt gezien van het opstijgen van een spaceshuttle, geeft de chemische reactie die optreedt ook enorme hoeveelheden warmte en licht af. Een andere nuttige vorm van de eerste wet van de thermodynamica relateert warmte en werk voor de verandering in energie van het interne systeem:
\Delta E_{sys}=Q+W
hoewel deze formulering vaker wordt gebruikt in de fysica, is het nog steeds belangrijk om te weten voor de chemie.,
